Новое исследование вновь выдвигает на передний план темную материю как возможное объяснение загадочного избытка гамма-излучения, исходящего из центра Млечного Пути. Имитационное моделирование, воссоздающее бурное формирование нашей галактики, показало, что распределение темной материи в ее ядре может быть гораздо более сложным, чем предполагалось ранее. Эта пересмотренная конфигурация удивительно точно совпадает с наблюдаемой картиной излучения, впервые зафиксированной космическим телескопом Fermi НАСА, возвращая концепцию темной материи в число главных претендентов на объяснение «светящегося сердца» Галактики.
Это открытие придает новый импульс давним дебатам в астрофизике о природе интенсивного гамма-излучения в центре нашей галактики. Научная работа, опубликованная в журнале Physical Review Letters, выполнена под руководством доктора Муритса Муру из Лейбницкого института астрофизики в Потсдаме (AIP), совместно с доктором Ноамом Либескиндом, доктором Стефаном Готтлёбером, профессором Йехудой Хоффманом из Института физики Рака Университета Иерусалима и профессором Джозефом Силком из Оксфордского университета. Исследователи использовали передовые космологические симуляции, чтобы проверить, может ли темная материя – невидимое вещество, предположительно составляющее большую часть Вселенной – по-прежнему объяснить избыток высокоэнергетического излучения, впервые обнаруженного космическим телескопом Fermi.
Более десяти лет астрономы пытались разгадать тайну так называемого «избытка в Галактическом центре» – необъяснимого всплеска гамма-лучей, исходящих из ядра Млечного Пути. Изначально ученые предполагали, что этот феномен может быть связан с аннигиляцией частиц темной материи, которые при столкновении выделяют высокоэнергетическое излучение. Однако наблюдаемая картина гамма-лучей не совсем соответствовала предсказанным моделям распределения темной материи. Это несоответствие побудило многих склоняться к альтернативному объяснению – излучению от древних быстро вращающихся нейтронных звезд, известных как миллисекундные пульсары.
Чтобы проверить эти гипотезы, исследовательская группа обратилась к серии высокоточных симуляций Hestia. Эти модели позволяют воссоздавать формирование галактик, подобных Млечному Пути, в реалистичных космических условиях. Анализируя историю бурных слияний и хаотичного развития нашей галактики, ученые обнаружили, что эти древние события могли существенно изменить форму и плотность темной материи в ее ядре. Полученные результаты демонстрируют гораздо более сложную, несферическую структуру распределения темной материи, нежели предполагали более ранние модели. Эта новая структура естественным образом воспроизводит наблюдаемое распространение гамма-лучей, устраняя необходимость в привлечении гипотез о большом количестве пульсаров.
История столкновений и роста Млечного Пути, как пояснили исследователи, оставила четкие «отпечатки» на том, как темная материя организована в ее ядре. Учитывая эти факторы, гамма-сигнал гораздо больше напоминает то, что может быть объяснено темной материей. Хотя это исследование не ставит окончательную точку в дебатах, оно, несомненно, восстанавливает темную материю в статусе одной из ведущих гипотез для объяснения одного из самых интригующих феноменов современной астрономии.
Предстоящие обсерватории, такие как Cherenkov Telescope Array, способные регистрировать гамма-лучи еще более высоких энергий, предоставят более точные инструменты для проверки конкурирующих теорий. Эти приборы смогут подтвердить, действительно ли свечение исходит от темной материи, или же за него ответственен иной космический процесс. Ученые подчеркивают, что их работа предлагает новый подход к интерпретации одного из самых загадочных сигналов в ночном небе. Они добавляют, что либо будет подтверждено, что темная материя оставляет наблюдаемый след – либо будут получены совершенно новые знания о самой галактике Млечный Путь.
